Tendermint
Table of Contents
1. Tendermint 简介
Tendermint 是一个区块链开发平台，它包括 core 和 ABCI（Application Blockchain Interface）两个部分： core 为核心模块，由共识引擎和网络模块组成，ABCI 为应用程序接口。
Tendermint 大大简化了区块链的开发工作，Cosmos、Binance Chain、Terra 等区块链项目都使用了 Tendermint 。
2. Tendermint 共识引擎
假设已经选择了 Proposer（节 2.1 会介绍如何选择一个 Proposer），图 1（摘自：https://docs.tendermint.com/v0.35/introduction/what-is-tendermint.html#consensus-overview ）介绍了 Tendermint 通过多轮投票来产生新的区块的过程。
Figure 1: Tendermint Consensus Logic
简单的说，Tendermint 通过多轮投票来产生新的块，每一个工作循环包括了三个步骤：
- Propose（提议）
- Prevote（预投票）
- Precommit（预提交）
正常情况下的流程如下： 节点收到 Propose 后，通过验证后，对其它节点广播 Prevote 消息；如果节点收到了超过 2/3 节点发来的 Prevote 消息，则会广播 Precommit 消息；如果节点收到了超过 2/3 节点发来的 Precommit 消息，则写入这个区块到本地。
2.1. Proposer 的选择
Tendermint 使用 PoS（Proof of Stake），要想成为 Proposer，必须抵押资产。Proposer 的选择采用 Weighted Round Robin 算法，详情参考：https://github.com/tendermint/tendermint/blob/master/spec/consensus/proposer-selection.md
2.2. 不分叉
在 Ethereum 中，短暂分叉（Chain Reorganizations）是很常见的。
在 Tendermint 中，只要恶意节点不超过 1/3，就不会分叉。这是利用“锁机制”来实现的，详情可参考：https://zhuanlan.zhihu.com/p/111770050
2.3. Tendermint 和 PBFT 的比较
Tendermint 和 PBFT 很像，比如都最多容忍不超过 1/3 的恶意节点；比如都是三阶段提交，Tendermint 中使用术语 propose/prevote/precommit，这和 PBFT 的三个阶段 pre-prepare/prepare/commit 一一对应。
Tendermint 和 PBFT 的不同如表 1（摘自：https://zhuanlan.zhihu.com/p/111770050 ）所示。
| 比较点 | PBFT | Tendermint BFT |
|---|---|---|
| 节点权力 | 一致 | 根据资产权重有投票权区分 |
| 打包节点的选取 | 顺序轮换 | POS 算法选取，根据资产轮换 |
| 超时处理 | pbft 在执行超时会触发 view-change 机制，进行 view 的轮换 | 发现 proposer 超时时产生空快，但是不计入区块链，依靠正常流程轮换主节点 |
| 共识数据处理 | pbft 为节省硬盘空间会在一定时候清理共识消息，并引入 checkpoint 的概念，完成共识后再清除 | 数据全部放入区块中 |
总结：可以认为 Tendermint 是 PBFT 的简化版本。
3. ABCI
上层应用可以通过 ABCI 和底层进行交互，下面是 ABCI 所支持的函数：
// From: https://github.com/tendermint/tendermint/blob/master/abci/types/application.go
// Application is an interface that enables any finite, deterministic state machine
// to be driven by a blockchain-based replication engine via the ABCI.
// All methods take a RequestXxx argument and return a ResponseXxx argument,
// except CheckTx/DeliverTx, which take `tx []byte`, and `Commit`, which takes nothing.
type Application interface {
// Info/Query Connection
Info(RequestInfo) ResponseInfo // Return application info
Query(RequestQuery) ResponseQuery // Query for state
// Mempool Connection
CheckTx(RequestCheckTx) ResponseCheckTx // Validate a tx for the mempool
// Consensus Connection
InitChain(RequestInitChain) ResponseInitChain // Initialize blockchain w validators/other info from TendermintCore
PrepareProposal(RequestPrepareProposal) ResponsePrepareProposal
ProcessProposal(RequestProcessProposal) ResponseProcessProposal
// Commit the state and return the application Merkle root hash
Commit() ResponseCommit
// Create application specific vote extension
ExtendVote(RequestExtendVote) ResponseExtendVote
// Verify application's vote extension data
VerifyVoteExtension(RequestVerifyVoteExtension) ResponseVerifyVoteExtension
// Deliver the decided block with its txs to the Application
FinalizeBlock(RequestFinalizeBlock) ResponseFinalizeBlock
// State Sync Connection
ListSnapshots(RequestListSnapshots) ResponseListSnapshots // List available snapshots
OfferSnapshot(RequestOfferSnapshot) ResponseOfferSnapshot // Offer a snapshot to the application
LoadSnapshotChunk(RequestLoadSnapshotChunk) ResponseLoadSnapshotChunk // Load a snapshot chunk
ApplySnapshotChunk(RequestApplySnapshotChunk) ResponseApplySnapshotChunk // Apply a snapshot chunk
}
4. 参考
Tendermint 论文：The latest gossip on BFT consensus
Tendermint Core documentation: https://docs.tendermint.com/
Tendermint Specifications: https://github.com/tendermint/tendermint/tree/master/spec